COHP（Crystal Orbital Hamilton Populations）是一种用于分析材料中化学键性质和电子结构的计算方法，广泛应用于材料科学、化学和物理等领域。华算科技朱老师将从基本原理、计算方法、应用及工具等方面进行详细阐述。摘要：COHP（Crystal Orbital Hamilton Populations）是一种用于分析材料中化学键性质和电子结构的计算方法，广泛应用于材料科学、化学和物理等领域。华算科技朱老师将从基本原理、计算方法、应用及工具等方面进行详细阐述。
COHP的基本原理
COHP（晶体轨道哈密顿布居）是一种基于第一性原理计算方法，用于分析材料中原子间的成键、反键和非键合特性。其核心思想是通过将轨道相互作用的能量分解为成键、反键和非键合贡献，从而揭示材料的电子结构和化学键性质。
1、 基本原理COHP的原理可以追溯到Richard Dronskowski和Peter E. Blochl于1993年发表的论文。其核心思想是将COOP（晶体轨道重叠布居）中的重叠矩阵替换为哈密顿矩阵，从而引入能量项，以更准确地描述成键和反键贡献。COOP（Crystal Orbital Overlap Population）通过重叠矩阵描述轨道之间的相互作用，但未考虑能量项。COHP（Crystal Orbital Hamilton Population）则通过哈密顿矩阵代替重叠矩阵，并引入能量项，从而更准确地描述成键和反键贡献。COHP的计算公式为：
2、 能量贡献COHP的值可以反映成键和反键贡献：负值：表示成键态，总能量下降，稳定结构。正值：表示反键态，总能量上升，不稳定结构。零值：表示非键合或弱相互作用。
3、与COOP的区别COOP和COHP的主要区别在于：COOP：基于重叠矩阵，描述轨道重叠的贡献。COHP：基于哈密顿矩阵，引入能量项，更准确地描述成键和反键贡献。
计算方法与工具
1、计算方法COHP的计算通常基于第一性原理计算方法，如密度泛函理论（DFT）和平面波基组方法。常用的计算软件包括VASP、QE、Abinit等。
2、计算工具Lobster程序用于计算COHP的工具，支持VASP、QE、Abinit等计算软件，可处理周期性体系。
输入文件
包括结构文件、赝势文件、输入参数等。
输出文件
包含COHP值、能量分布、轨道投影等信息。
3、计算流程准备输入文件
结构文件、赝势文件、输入参数等。运行计算软件
如VASP、QE等。转换数据
使用脚本（如nc2paw_sg15.py ）转换数据。运行Lobster程序
计算COHP值。分析结果
可视化COHP曲线，分析成键和反键贡献。
应用领域
COHP在材料科学、化学和物理等领域有广泛应用：
1、材料科学电子结构分析
揭示材料的电子结构、键合性质和相互作用。材料设计
指导新材料设计，如催化剂、半导体、合金等。催化反应
分析催化剂的活性位点和反应机制。2、化学与物理化学键分析
揭示原子间的成键、反键和非键合特性。材料稳定性
预测材料的相变和相图。光学性质
研究吸收谱、折射率等光学性质。3、实际应用催化剂设计
通过调控晶格氧配位环境，激活氧自身反应性，提高催化活性。材料性能优化
通过COHP分析，优化材料的电子结构和性能。
来源：朱老师讲VASP
